渤海湾盆地沾化凹陷页岩油形成影响因素分析

根据沾化凹陷沙河街组三段泥页岩有机地球化学参数分析,研究区以生油为主。通过对沾化凹陷构造运动史、断层活动时间、岩浆活动的研究以及烃源岩生烃门限;结合页岩油的勘探情况,结果表明沾化凹陷沙河街组三段泥页岩生烃潜力巨大,并且泥页岩裂缝发育,油气运移发生在构造运动和岩浆侵入停止之后,油气可运移到泥页岩裂缝储层中,从而预示着沾化凹陷具有形成页岩油的良好地质条件,勘探潜力巨大。     

黄骅坳陷中区和北区沙河街组陆相页岩气形成条件及资源潜力

以黄骅坳陷中区和北区古近系沙河街组湖相富有机质泥页岩为重点研究对象,在大量样品实验测试数据深入分析与镜下观察的基础上,从页岩的发育特征、有机质丰度、有机质类型、热演化程度及储集性能等方面出发,明确了研究区沙河街组陆相页岩气形成条件及资源潜力。研究区沙河街组有效生烃泥页岩的累积厚度大（大于1 000 m）,有机质丰度高（大于1.0%）,有机质类型适中（以Ⅱ1及Ⅱ2型为主）,热演化程度以成熟—高熟为主,储集性能较好,具备良好的页岩气成藏条件。通过与美国主要产气页岩、中国陆相和海相页岩层段的主要特征参数指标相比较,建立了以富有机质泥页岩的厚度、有机碳含量、镜质组反射率、埋深及地层压力等参数作为页岩气有利区的评价标准,初步优选歧口凹陷西南部及张巨河一带为页岩气勘探的有利区,且以沙三段为页岩气富集的最有利层段。初步估算黄骅坳陷中区和北区沙河街组陆相泥页岩形成的页岩气总远景资源量约为0.46×1012 m3,其中沙三段占73%,充分表明了黄骅坳陷中区和北区沙河街组陆相页岩气资源潜力较大。     

渤海湾盆地歧口凹陷陆相湖盆页岩气富集条件及勘探潜力

为了进一步评价渤海湾盆地歧口凹陷陆相湖盆页岩气富集条件与勘探潜力,利用地震、测井、录井和岩心分析资料,对该区古近系沙河街组三段(以下简称沙三段)泥页岩的沉积环境、岩性及其组合特征、生烃条件、储集空间、岩石脆性、含气性等开展了综合研究,建立了该区页岩气的成藏模式,评价了页岩气的勘探潜力。研究结果表明:(1)该区沙三段泥页岩累计厚度大、分布面积广,在歧口凹陷的中—低斜坡区已进入大量生气阶段,具备形成规模页岩气藏的生烃条件;(2)该区泥页岩中长英质矿物含量占优势,基质孔隙、微裂缝较发育,具有一定的储集空间,同时脆性矿物含量高,黏土矿物中伊利石和伊/蒙间层的合计含量占94%,低膨胀性脆性页岩易于被压裂改造;(3)持续生烃过程中产生的流体膨胀是沙三段超压形成的主要原因,压力系数大于1.2的泥页岩段随钻气测异常明显,具备页岩气成藏条件;(4)凹陷内沙三段埋深介于3 100～4 400 m,页岩气与页岩油伴生,主要以溶解气的形式存在;沙三段埋深介于4 400～4 850 m,以湿气为主;沙三段埋深超过4 850 m,以干气为主。结论认为,歧口凹陷中—低斜坡区是页岩气勘探的有利目标区,有利勘探面积约1 476 km~2,页岩气资源量超过1×10~(12) m~3,具有较大的页岩气勘探潜力。     

泥页岩沉积特征与生烃能力——以东营凹陷沙河街组三段中亚段—沙河街组四段上亚段为例

泥页岩的沉积环境与形成方式都将控制其矿物、有机质特征并影响岩石的生烃潜力。选取东营凹陷古近系沙河街组泥页岩,开展岩石薄片观察、X射线衍射和热解等检测,研究岩石的矿物学特征和有机质特征,解析各类泥页岩成因与生烃能力的差异。研究发现,研究区的块状、纹层状和含石膏构造泥页岩中构造特征各异,矿物成分(碎屑、黏土、碳酸盐矿物和石膏类矿物等)含量变化大,有机质特征也各不相同。综合分析矿物与有机质的特征及组合关系,发现细纹层页岩和断续纹层页岩是以生物作用为主导形成的沉积产物,生烃能力最强;宽纹层页岩和均匀块状泥岩属化学沉积作用的产物,具有较强的生烃能力;含碎屑块状泥岩主要通过机械作用沉积而成,含石膏构造泥岩则在蒸发环境下通过化学沉淀形成,两者的生烃能力较弱。比较东营凹陷沙河街组三段中亚段—沙河街组四段上亚段的泥页岩类型,发现沙河街组三段中亚段和沙河街组四段纯下次亚段以机械和化学作用形成的含碎屑块状和含石膏构造泥岩为主,导致2个层段的生烃能力较弱;沙河街组三段下亚段和沙河街组四段纯上次亚段以生物或化学沉积作用形成的纹层状页岩为主,导致2个层段的生烃能力较强。因此,关注泥页岩矿物和有机质组合关系,从机械、化学和生物等沉积方式差异的角度探讨各类泥页岩的成因和生烃能力的变化,能够为非常规油气勘探提供新的思路。     

东营凹陷古近系泥页岩中存在可供开采的油气资源

利用地球化学、岩石矿物、测井及录井等资料系统研究东营凹陷古近系沙河街组泥页岩,认为东营凹陷古近系沙三下亚段—沙四上亚段泥页岩厚度大,有机质丰度高、类型好、成熟度分布范围广,与北美地区已发现页岩气系统地质地球化学参数具有一定的可比性,具备形成页岩气的物质基础:东营凹陷沙三下亚段和沙四上亚段泥页岩全岩矿物组成具有较高石英和碳酸盐含量,粘土矿物含量低于50%,具有一定的脆性特征,且普遍发育微裂隙,有利于页岩油气的开采;东营凹陷古近系湖相泥页岩气测资料的调查发现,钻至沙三下亚段、沙四上亚段2套泥页岩发育段的探井气测显示均表现为高异常,钻井过程中频繁发生井涌和井漏现象,预示着气体的存在;2套泥页岩罐顶气轻烃(C1—C4)丰度随埋深增加而增加,在3 400m以深重烃/轻烃值较低,一般低于0.15,结合对2套泥页岩气油比的研究认为,东营凹陷针对泥页岩的勘探应采取油气兼探的方针。3 400m以浅以勘探泥页岩油藏为主,页岩气的勘探应在3 400m以深。研究表明,东营凹陷古近系泥页岩中存在可供开采的油气资源,是一个值得关注并投入风险勘探的新领域。     

渤海海域页岩油气地质条件与勘探前景

渤海海域是渤海湾盆地新生代的沉降中心,在古近系发育了东营组三段、沙河街组一段-二段（沙一二段）和沙河街组三段3套主力烃源岩,具有丰富常规和非常规石油资源,页岩油气作为重要的非常规资源在渤海海域具有巨大的勘探潜力。基于渤海海域勘探开发实际情况,通过与国内外典型页岩油气盆地石油地质条件对比,综合烃源岩地球化学参数、测井资料、镜下薄片观察及X射线衍射全岩矿物分析等,并结合盆地模拟手段,明确了渤海海域页岩油气的资源潜力,并指明了勘探方向及有利目标。研究结果表明：1）渤海海域4个富烃凹陷主力烃源岩品质好,都有利于形成页岩油气,其中渤中凹陷烃源岩成熟度高,形成页岩气可能性更大,黄河口凹陷和辽中凹陷成熟度相对较低,更易形成页岩油,歧口凹陷东三段和沙一二段成熟度低,易形成页岩油,其沙三段成熟高,易形成页岩气;2）3套主力烃源岩脆性矿物平均含量超过63.5%,粘土矿物平均含量低于34.7%,具有良好的可改造性,在3 200 m以深泥页岩进入中成岩B期,伊蒙混层中的蒙脱石大量向伊利石转换,增加了页岩储层的可改造性,结合国内外勘探实践认为3 200~4 200 m是渤海海域页岩油气勘探开发的有利深度范围;3）渤中凹陷是渤海海域页岩油气资源潜力最大的凹陷,总资源量高达95.8×10⁸ t,占据渤海页岩油气资源的45.2%,主力烃源岩整体处于超压状态,结合渤海勘探开发的经济成本,渤中凹陷东三段和沙一二段烃源岩埋深适中、成熟度高,是目前渤海海域页岩气勘探最有利层位;4）渤中凹陷西斜坡处于凹陷边缘,3套烃源岩整体处于异常高压且埋深适中,平均TOC值超过3.04%,页岩层段气测全量达到99%,X衍射矿物显示该区页岩储层中粘土矿物含量较渤海其他区域最低,具备更好的可压性,可作为渤海现阶段最有利目标区。     

渤海湾盆地歧口凹陷沙河街组三段一亚段地质特征与页岩油勘探实践

歧口凹陷沙河街组三段一亚段[Es^3（1）]页岩油勘探获得高产、稳产工业油流,证实湖相页岩油具有较大勘探潜力,并形成亿吨级规模战场,对渤海湾盆地广泛分布的沙河街组页岩油勘探具有重要借鉴意义。针对歧口凹陷沙河街组三段页岩层系沉积环境、岩性、储集性、脆性和含油性等方面展开综合研究,Es^3（1）半深湖-深湖区泥页岩孔缝发育,脆性指数高、储层敏感性差、含油气性好,具备页岩油富集的生烃、储集、含油和工程改造条件,页岩油成藏地质条件优越。纵向上,将Es^3（1）划分6个甜点段,由上至下依次为C1—C6,平面分布稳定,单段厚度分布在7~96 m,累计厚度434 m,分布面积在87.4~194.3 km²,平面甜点叠加面积为256 km²,采用体积含油率法,初步计算资源量为4.1×10⁸ t。按“老井控面、水平井提产”的原则,在Bin60-56和F38x1两口大斜度井试油获工业油流,针对C1甜点段部署水平井勘探,QY10-1-1井获得日产百吨高产油气流,Bin56-1H井自喷试采206 d后,累产油3 043.11 t,反排率为7.77%,歧口凹陷沙三段页岩油勘探取得重大突破。     

济阳坳陷古近系存在页岩气资源的可能性

北美的勘探实践证实，页岩气作为非常规天然气资源，是现实的接替能源。通过对大量地震、钻井、矿物、地球化学资料的分析，认为渤海湾盆地济阳坳陷古近系沙河街组普遍发育泥页岩，有机质丰度高，有机质类型以腐泥型-混合型为主，有机质成熟度分布范围宽，具备大量形成页岩气的物质基础；其具体地质条件与北美具有可比性，且各凹陷泥页岩发育大量的顺层、低角度和垂向、高角度裂缝，页岩层段普遍出现气测异常，可能存在着巨大的页岩气资源量，是值得关注的天然气勘探新领域。     

黄骅坳陷北塘凹陷古近系烃源岩特征与演化

根据大量有机地球化学分析资料,系统讨论了北塘凹陷古近系烃源岩有机质丰度特征、有机质类型、有机质演化以及油气勘探等方面的基础地质地球化学问题。认为始新世中晚期湖盆扩张期形成的沙河街组三段,尤其是沙河街组三段下部地层是北塘凹陷主要生油层,它具有有机质丰度较高,转化率较高的特点;渐新世湖盆稳定发育期和抬升期形成的沙河街组一段和东营组烃源岩为差一非生油层。沙河街组三段有机质类型以Ⅰ型和Ⅱ型干酪根为主,沙河街组一段和东营组烃源岩则主要以Ⅲ型干酪根为主,其中的腐泥组和壳质组含量与烃源岩生烃潜力呈正相关关系,而镜质组含量则与烃源岩生烃潜力呈反相关关系,证实主要生烃母质为腐泥组和壳质组。研究区古近系烃源岩镜质体反射率为0.3%-1.1%,总体上处于低成熟-成熟演化阶段,烃源岩演化经历了低成熟和成熟两个演化阶段,有效生油层主要分布在凹陷南部新村、塘沽、新港地区,油气资源量约1.18×108t,新港构造是北塘凹陷下步油气勘探的有利地区。     

陆相页岩含气性主控地质因素——以辽河西部凹陷沙河街组三段为例

以辽河西部凹陷沙河街组三段页岩为研究对象,在有机地化、岩石矿物组成、扫描电镜、等温吸附等实验分析以及岩心观察的基础上,分析讨论了陆相页岩气形成条件,并着重探讨了陆相页岩含气性主控地质因素以及海、陆相页岩气发育条件差异。研究表明,辽河西部凹陷沙河街组三段泥页岩具有沉积厚度大、有机质丰度高、有机质类型多样、热演化程度较低、储集物性好以及含气量高等特点,具备陆相页岩气形成的基础地质条件;此外,页岩的含气性还受到泥页岩有机组成、无机组成和孔隙等内在因素以及温度、压力和埋藏深度等外在因素的共同影响;吸附态天然气受有机碳含量、有机质成熟度、岩石矿物组成以及温度、压力和深度的影响,表现为吸附气量与有机碳含量、黏土矿物、压力呈正相关关系,其中黏土矿物组成中又以伊/蒙混层的影响为主;与有机质成熟度、碳酸盐矿物含量、温度呈负相关关系,随着埋藏深度增加表现出先增加后降低的趋势;游离态天然气主要受到泥页岩孔隙度大小的影响,表现为孔隙、裂缝越发育,页岩孔隙度越高,游离气量也就越高,其中孔隙发育程度与有机质成熟度以及黏土矿物含量呈正相关关系,与石英、长石及碳酸盐矿物含量呈负相关关系,与有机碳含量关系不明显;裂缝的发育则更多地受到构造应力、岩石矿物组成、岩石力学性质、黏土矿物脱水收缩、成岩作用等内、外在因素的共同影响。通过对比海相和陆相页岩气形成条件后发现,烃源岩成熟度的差异从根本上决定了陆相和海相页岩的含气潜力,并可能进一步影响低成熟度条件下陆相页岩气的赋存方式,即溶解气对于陆相页岩气而言可能具有不可忽视的贡献。     

东营凹陷油气成藏期次及其分布规律研究

东营凹陷发育了咸水湖相沙河街组四段上部烃源岩和半咸水深湖相的沙河街组三段下部烃源岩两套有效烃源岩。根据原油的地球化学特征和储层流体包裹体等资料,将油气藏的形成分为两个大的阶段:第一期为早第三纪东营期末,凹陷中心的沙河街组四段上部烃源岩已进入生油门限并开始排烃,后由于喜山运动使全区遭受抬升和剥蚀,油气生成过程中断,原油的生物标志化合物组成表明,此阶段的原油成熟度较低,油气生成数量有限;第二期为晚第三纪至第四纪沉积时期,伴随着凹陷的持续全面沉降和深埋,沙河街组三段下部和沙河街组四段上部烃源岩进一步成熟,生烃作用增强,原油的成熟度较高。两次成藏的原油分布具有明显的规律性:凹陷边缘油藏的原油主要来自沙河街组四段上部烃源岩,原油成熟度较低,是早期充注成藏的;生油凹陷中心油藏的原油主要来自沙河街组三段下部烃源岩,原油成熟度较高,为第二期充注成藏的;而过渡带(斜坡带)油藏的油气来源及成藏期比较复杂,总体特征是混源聚集、多期充注成藏。     

四川盆地元坝地区自流井组页岩气成藏条件

按照页岩气勘探思路和成藏特点,四川盆地元坝地区一批探井针对自流井组泥页岩录取了资料,其中3口井测试获得了工业气流。研究表明,元坝地区自流井组形成于浅湖-半深湖环境,暗色泥页岩厚度较大,有机碳含量高,有机质热成熟度适中,处于生气高峰期。泥页岩矿物成分中石英含量普遍在60%以上,粘土含量在30%以下,泥页岩含气量高,具备页岩气形成和勘探的基本条件,是页岩气勘探的有利层系。     

歧口凹陷东北环天然气成藏条件与勘探领域

歧口凹陷是渤海湾盆地重要的生气凹陷,存在石炭—二叠系和古近系沙河街组两套生气层系,凹陷东北环紧邻歧口凹陷主洼,具备形成大型天然气田的物质基础.在古近纪沉积时期受三个方向物源的影响,储盖组合较发育,沙河街组的超压又较好的保存了储层物性.通过对构造特征、沉积体系和油气运移条件分析,认为凹陷东北环深层构造圈闭、沙垒田凸起西翼...     

南阳凹陷陆相页岩油形成条件及勘探潜力分析

参照泌阳凹陷页岩油形成条件研究方法对南阳凹陷页岩油形成条件进行分析,综合研究表明,南阳凹陷核桃园组泥页岩发育,分布范围广,单层厚度大;埋藏深度适中;有机质类型好,富有机质泥页岩发育层段有机质丰度高,热演化程度适中,主要处于生油阶段;脆性矿物含量高,可压性好;微孔隙微裂缝发育,储层物性好;泥页岩发育区断层不发育,保存条件好,具备陆相页岩油形成的有利条件。南阳凹陷深湖-半深湖相多口井在泥页岩段钻遇良好油气显示,其中红12井更是在泥页岩层获得一定工业油流,证实了南阳凹陷页岩油层的存在。初步估算南阳凹陷页岩油资源量为9 000×104 t,表明南阳凹陷具备良好的页岩油勘探潜力。从有机质丰度、气测异常情况来看,纵向上Eh23和Eh31层段更有利于页岩油的富集,平面上红12井区可能是最有利地区。     

渤海海域页岩油资源潜力

渤海海域古近系沙河街组和东营组页岩油资源丰富,但勘探程度低,对页岩油资源的潜力评价和资源禀赋差异缺少系统研究,制约了勘探部署和有利区优选。基于渤海海域勘探开发实际情况,综合烃源岩地球化学实验及全岩矿物分析等,明确了渤海海域页岩油的资源潜力并指明了有利勘探方向。研究结果表明：(1)渤海海域5个富烃凹陷普遍发育优质烃源岩,成熟度适中,有利于形成页岩油。页岩油划分为分散资源、低效资源和富集资源等3类资源,各凹陷富集资源评价显示具有共同特征,总有机碳含量(TOC)>1.8%,热解游离烃量(S₁)>2.0 mg/g。(2)渤海海域5个富烃凹陷页岩油富集段均有分布,其中黄河口凹陷和渤中凹陷发育2个不同深度范围的页岩油富集段,且黄河口凹陷页岩油富集段埋深较浅,分布在2 800 m左右,辽中凹陷、歧口凹陷和秦南凹陷页岩油富集段埋深分布在2 800～3 200 m。(3)渤海海域沙(沙河街组)三段、沙一段和东(东营组)三段页岩油有利区面积均超10 000 km²,5个富烃凹陷页岩油资源潜力总计超150×10⁸ t,中-高成熟页...     

济阳坳陷古近系页岩油气形成条件

中国东部胜利油区济阳坳陷古近系主要发育陆相泥页岩沉积,至今尚未对陆相页岩油气形成进行系统研究。通过大量试油、录井、测井及测试资料分析认为,济阳坳陷发育沙四段上亚段、沙三段下亚段和沙一段3套陆相泥页岩,其分布面积广,厚度大,有机质丰度高,有机质类型以I—Ⅱ1型为主,有机质成熟度已进入低成熟—高成熟演化阶段,无机矿物中脆性矿物含量高,表现出碳酸盐岩含量高、普遍含有一定量石英的特征,且各类微孔隙、微裂缝发育,形成的网状储集体系为油气的赋存与流动提供了空间,具备形成页岩油气的物质基础和储集条件。济阳坳陷沙四段上亚段页岩油气主要分布于东营凹陷、沾化凹陷和车镇凹陷郭局子洼陷;沙三段下亚段页岩油气主要分布于各凹陷的洼陷中部地区;沙一段页岩油气分布于沾化和车镇凹陷中部地区。     

冀东南堡凹陷非常规油气资源潜力研究

利用地球化学、岩石矿物、测井及录井等资料系统研究冀东南堡凹陷非常规油气资源,认为南堡凹陷火山岩、泥页岩厚度大、有机质丰度高、类型好、成熟度分布范围广,具备形成油气藏的物质基础;南堡凹陷火成岩气孔或裂缝发育、泥页岩裂缝发育,均具有一定的储集性能,同时有利于油气的开采。通过对火山岩、泥页岩进行试油试采,在沙河街组火山岩中试气获得了日产16×104m3的高产天然气流,在沙三段泥页岩进行压裂投产,初期日产液30m3,目前日产液5m3,日产油2t,已累计产油500t。研究结果表明南堡凹陷非常规油气藏具有良好的勘探开发潜力,展示了良好的勘探开发前景。     

东营凹陷沙河街组一段沉积时期的湖泊古生产力

根据有机碳法计算湖泊古生产力的公式计算了东营凹陷沙河街组一段数百口井的古生产力值,做出了古生产力平面分布图,并与沙河街组三段沉积时期的古生产力以及现代不同营养类型湖泊的生产力进行了比较。研究表明,沙河街组三段中、下亚段和沙河街组一段沉积时期东营凹陷为超营养湖泊,是最有利于生油的湖泊;沙河街组三段上亚段沉积时期为富营养湖,也具有一定的生油能力。按生油岩的优劣程度排序,依次为沙河街组三段下亚段、沙河街组一段、沙河街组三段中亚段、沙河街组三段上亚段。     

渤海湾盆地东营凹陷古近系泥页岩孔隙特征及孔隙度演化规律

基于现代实验手段,对渤海湾盆地东营凹陷古近系沙河街组沙三下亚段和沙四上亚段泥页岩孔隙进行观察分析,研究其孔径分布和孔隙度与埋深的变化关系。指出黏土矿物晶间孔、方解石晶间孔、砂质粒间孔、黄铁矿晶间孔和有机孔隙等是东营凹陷古近系泥页岩的主要孔隙类型;泥页岩中纳米级孔隙非常发育,25 nm以下孔隙占孔隙总体积的49.7%~86.3%;并阐明了孔隙度随深度的变化规律。通过对东营凹陷古近系孔隙度演化特征和影响因素的系统研究,建立了泥页岩孔隙演化模式,把东营凹陷古近系泥页岩孔隙演化划分为基本面貌形成阶段、调整改造阶段和结构滞变阶段,深入剖析了各阶段孔隙度演化规律和主控因素,认为第二和第三阶段对页岩油气储集性能的影响最大;指出具有较大的厚度、较高的有机质丰度、黄铁矿较为发育、热硫酸盐还原作用较强是泥页岩储集空间发育的有利条件。     

辽河滩海地区的生排烃数值模拟

辽河滩海地区西起葫芦岛,东至鲅鱼圈连线以北,沙河街组三段和一段分别为该区的主力烃源岩和储层.根据本区的地质、地球物理及地球化学资料,参考邻区的部分参数及专家意见,进行的生、排烃模拟结果表明,模拟区内主力生烃层为沙河街组三段,次为沙河街组一二段,平面上以盖州滩洼陷、海南洼陷和清水洼陷为主要生烃中心,以海南次洼和锦州9-3南次洼为次要生烃中心.模拟区的东部凹陷生油兼生气,西部凹陷以生油为主,东营组时期进入生烃高峰.排烃高峰期始于东营组一二期.一直持续至今,排油中心与生烃中心吻合,但排气强度略有区别,东部凹陷的排气强度高于西部凹陷.